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Iennarella, Simone

Responsive transparent building envelopes - Dal concept all'ottimizzazione energetica attraverso l'approccio del parametric design.

Rel. Valentina Serra, Valerio Roberto Maria Lo Verso. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura per il progetto sostenibile, 2015

Abstract:

Negli ultimi anni gli edifici non residenziali si presentano sempre più con facciate altamente trasparenti ad alte prestazioni e a comportamento reattivo, ad esempio in grado di rispondere in modo dinamico e adattarsi alle diverse condizioni esterne. Al fine di ridurre la domanda globale di energia di un edificio, devono essere quindi sviluppate nuove tecnologie di involucro in grado di bilanciare attivamente i consumi di energia per il riscaldamento, il raffrescamento e l'illuminazione interna, nel corso di un intero anno. In quest’ottica, diverse tipologie di Responsive Building Elements (RBE) sono state sviluppate con funzione di ombreggiatura o di modifica del Window-to-Wall Ratio (WWR) della facciata in modo da migliorare il controllo delle dispersioni termiche invernali e dei guadagni solari estivi, ma riducendo in misura notevole la quantità di luce naturale negli spazi interni. In questo contesto, questa tesi presenta uno studio per la definizione di un nuovo concept di RBE: grazie all'uso di materiali traslucidi ad alte prestazioni energetiche, questo involucro adattivo è in grado di migliorare sia le prestazioni di isolamento in inverno, sia la capacità termica nel periodo estivo, senza compromettere la trasparenza della facciata, in modo da garantire il massimo sfruttamento della luce naturale negli ambienti interni e ridurre così la domanda globale di energia.

Relatori: Valentina Serra, Valerio Roberto Maria Lo Verso
Soggetti: A Architettura > AO Progettazione
S Scienze e Scienze Applicate > SH Fisica tecnica
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Architettura per il progetto sostenibile
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/4094
Capitoli:

1. Background e ricerca

1.1. L’adattabilità in natura

1.1.1.Esempi di adattabilità presenti in natura

1.2. Responsive Building Envelopes

1.2.1. Tipo di adattabilità

1.2.2.Tempo di adattabilità

1.2.3. Scala di adattabilità

1.2.4. Sistema di controllo

1.2.5. Manutenzione

1.3. Il vetro in architettura

1.3.1. Composizione chimica e processo produttivo

1.3.2 Tipi di vetro utilizzati in architettura

1.3.2.1. Vetri ad alto isolamento e controllo solare

1.3.2.2.Vetri a controllo solare dinamici

1.3.2.3.Vetri ad alte prestazioni

1.4. Le proprietà della materia: isolamento e accumulo

termico

1.4.1. L'isolamento termico

1.4.2. L’accumulo termico

2. Sviluppo del concept e scelte tecniche

2.1. Obiettivi e concept

2.1.1. Concept di progetto

2.2. Materiali

2.2.1. Vetro basso emissivo (Low-E glass)

2.2.2. Aerogel

2.2.3. PCM glass

2.2.4. Electrochromic glass

2.2.5. Carattertetiche prodotti individuati Metodologia e workflow

3.1. Metodologia e strumenti di analisi

3.1.1. Legislazione italiana in merito al rendimento energetico degli edifici

3.1.2. Software e tools

3.1.3. Workflow

3.2. Modello di analisi

3.2.1. Modellazione tridimensionale parametrica in Rhinoceros e Grasshopper

3.3.1. Dati di input - analisi termiche

3.3.2. Datl di Input - analisi illuminotecniche

3.4. Definizione dei materiali e scripting nei software di analisi

3.4.1. EnergyPlus - Base file, opaque e glass materials

3.4.2. DAYSIM - Radiance material library

3.4.3. PCM glass - Discretizzazione del processo di solidificazione e scioglimento della paraffina

3.4.4. PCM glass - Validazione del modello

3.4.5. Thermochromic glass - Discretizzazione del processo di colorazione

3.4.6. Appendice al capitolo

4. Analisi e valutazione energetica

4.1. lndici energetici misurati e risultati parziali

4.1.1. Fabbisogno di energia primaria per il riscaldamento invernale - EPh

4.1.2. Fabbisogno di energia primaria per il raffrescamento estivo - EPc

4.1.3. Lighting Energy Numeric Indicator - LENI

4.1.4. Confronto e somma degli indici di prestazione energetica.

4.2. Coportamento dinamico del RBE e simulazione dell’handling system

4.2.1. Simulazione del comportamento dinamico e differenti approcci di modellazione

4.2.2. Handling system e stima dei consumi energetici

4.3. Valutazione del comfort interno

4.3.1. Valutazione delle attivazioni “On-Off”

4.4. Analisi parametrica

4.4.1. Definizione dei parametri

4.4.2. Valutazione dell’incidenza dei parametri sul fabbisogno globale di energia

4.4.3. Confronto con un componente mlcro-adattivo

4.4.4. Ricerca migliore configurazione Appendice grafici

5. Esempio applicativo e conclusioni

5.1. Esempio applicativo Winter extreme day Mid-season typical day Summer extreme day

5.2. Conclusioni e sviluppi futuri

5.2.1. Linee guida per lavori futuri

Bibliografia

Bibliografia:

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